Značilnosti Streptomyces griseus, taksonomija, biološki cikel in uporabe



Streptomyces griseus To je neke vrste aerobne bakterije, Gram pozitivne. Pripada skupini Actinobacteria, znotraj reda Actinomycetales in družini Streptomycetaceae.

To so pogoste bakterije v tleh. Ugotovljene so bile v povezavi s koreninami rastlin v rizosferi. Nekateri sevi so bili izolirani tudi v vzorcih vode in globokih morskih sedimentih ter v obalnih ekosistemih. 

Sposobnost te vrste, da se prilagodi veliki raznolikosti ekosistemov, je ustvarila pomembno genetsko variacijo, ki je bila poskušana uvrstiti v ekovariste..

Ta vrsta, kot druge vrste Streptomyces proizvaja veliko število sekundarnih metabolitov, kar mu daje velik komercialni pomen. Ti vključujejo streptomicin (aminoglikozidni antibiotik), prvi antibiotik, ki se učinkovito uporablja proti tuberkulozi..

Indeks

  • 1 Splošne značilnosti
    • 1.1 Genetika
    • 1.2 Sekundarni metaboliti
  • 2 Taksonomija
    • 2.1 Filogenija in sinonimi
  • 3 Biološki ciklus
    • 3.1 Nastanek micelija substrata
    • 3.2 Nastanek zračnega micelija
    • 3.3 Nastajanje spore
  • 4 Uporabe
  • 5 Reference

Funkcije splošno

S. griseus je gram-pozitivna aerobna bakterija, ki proizvaja micelij. Celična stena je debela, nastala je predvsem iz peptidoglikana in lipidov.

Ta vrsta razvija substrat in zračni micelij. Obe vrsti micelija imata drugačno morfologijo. Hifa micelija substrata je lahko premera 0,5 - 1 μm. Zračni micelij je nitast in malo razvejan. 

V gojišču imajo ti miceliji različne odtenke sive barve. Hrbtna stran kolonije je sivo-rumena. Ne proizvajajo pigmentov melanina.

Verige spore so upogljive in sestojijo iz 10-50 spore. Površina teh površin je gladka.

Vrsta uporablja kot vir ogljika glukozo, ksilozo, manitol ali fruktozo. V gojiščih z arabinozo ali ramnozo kolonija ne raste.

Optimalna temperatura za njegov razvoj sega od 25 - 35 ° C.

Rastejo v širokem razponu pH med 5 in 11. Vendar pa je njihova rast optimalna v alkalnih okoljih s pH 9, zato se šteje za alkalofilno..

Genetika

Genom je bil popolnoma sekvenciran S. griseus. Predstavlja linearni kromosom z več kot osem milijonov baznih parov. Prisotnost plazmidov ni bila opažena.

Kromosom ima več kot 7.000 ORF (odprtokodne RNA sekvence). Za več kot 60% teh zaporedij je funkcija, ki jo izpolnjujejo, znana. Vsebina GC za S. griseus približno 72%, kar velja za visoko.

Sekundarni metaboliti

Večina vrst Streptomyces proizvajajo veliko sekundarnih metabolitov. Med njimi so antibiotiki, imunosupresivi in ​​zaviralci encimov.

Prav tako so te bakterije sposobne proizvajati nekatere encime industrijske pomembnosti, kot so glukoza izomeraza ali transglutaminaza..

V primeru. \ T S. griseus, Najpomembnejši sekundarni metabolit je streptomicin. Vendar ta organizem proizvaja druge spojine, kot so določene vrste fenolov, ki so zelo učinkoviti pri nadzoru različnih fitopatogenih gliv..

Taksonomija

Vrsta je bila prvič opisana iz izolatov tal z območja Rusije. Raziskovalec Krainsky jo je leta 1914 označil kot Actinomyces griseus.

Kasneje sta Waskman in Curtis uspela izolirati vrste v različnih vzorcih tal v Združenih državah. Leta 1943 sta Waskman in Henrici predlagala žanr Streptomyces na osnovi morfologije in vrste celičnih sten njihove vrste. Ti avtorji najdejo vrsto v tem rodu leta 1948.

Filogenija in sinonimi

Predlagali so obstoj treh podvrst za S. griseus. Vendar pa so molekularne študije pokazale, da dve od teh taksonov ustrezata vrsti S. microflavus.

S filogenetskega vidika, S. griseus  oblikujejo skupino S.argenteolus in S. caviscabies. Te vrste so zelo podobne glede na sekvence ribosomskih RNA.

Na podlagi primerjave zaporedij RNA je bilo mogoče ugotoviti, da se nekateri taksoni obravnavajo kot vrste, ki niso S. griseus imajo enako genetsko sestavo.

Zato so ta imena prešla v sinonimijo vrste. Med temi imamo S. erumpens, S. ornatus in S. setonii.

Biološki cikel

Vrsta vrste Streptomyces proizvajajo dve vrsti micelija med njegovim razvojem. Micelij substrata, ki sestavlja vegetativno fazo in zračni micelij, ki bo povzročil spore.

Nastanek micelija substrata

To izvira po kalivosti spore. Hife imajo premer 0,5-1 μm. Ti rastejo po apiceh ​​in razvijajo veje, ki proizvajajo kompleksno matriko hif.

Obstaja nekaj pregrad, ki tvorijo predelke, ki lahko predstavljajo več kopij genoma. V tej fazi bakterije izkoristijo hranila, ki so prisotna v mediju, da se kopičijo biomaso.

Ko se ta micelij razvije, se pojavijo celične smrti nekaterih septov. V zrelem substratu micelij izmenično žive in mrtve segmente.

Ko se bakterija razvije v tleh ali v potopljenih poljih, prevladuje vegetativna faza.

Nastanek zračnega micelija

V času, ko se kolonije razvijajo, se začne oblikovati micelij z manjšim številom vej. V S. griseus nastanejo dolgi filamenti, ki so zelo malo razvejeni.

Potrebna prehrana za nastanek tega micelija je pridobljena iz lize celic micelija substrata. V tej fazi vrsta proizvaja različne sekundarne metabolite.

Nastajanje spore

V tej fazi hifi prenehajo rasti in se začnejo transverzalno fragmentirati. Ti fragmenti se hitro spremenijo v zaobljene spore.

Nastanejo spore verige, ki jih tvori približno petdeset celic. Spore so okrogle do ovalne, premera 0,8 - 1,7 μm in z gladko površino.

Uporabe

Glavna uporaba, povezana z S. griseus je proizvodnja streptomicina. To je baktericidni antibiotik. Prvič ga je leta 1943 odkril Albert Schatz v sevih vrst.

Streptomicin je eno najbolj učinkovitih zdravil za zdravljenje tuberkuloze, ki jo povzroča Mycobacterium tuberculosis.

Vendar pa, S. griseus Ima druge namene. Vrsta proizvaja druge antibiotike, med katerimi so nekateri, ki napadajo tumorje. Prav tako proizvaja komercialno uporabljene proteolitične encime, kot je pronaza. Ti encimi blokirajo inaktivacijo natrijevih kanalov.

Po drugi strani pa je v zadnjih letih ugotovljeno, da S. griseus proizvaja hlapne snovi iz skupine fenolov, imenovanih karvakrol. Ta snov lahko zavira rast spor in micelijev različnih fitopatogenih gliv.

Reference

  1. Anderson A in E Wellington (2001) Taksonomija Streptomyces in sorodnih generira. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 51: 797-814.
  2. Danaei M, A Baghizadeh ,, S Pourseyedi, J Amini in M ​​Yaghoobi (2014) Biološki nadzor rastlinskih glivičnih bolezni z uporabo hlapnih snovi Streptomyces griseus. European Journal of Experimental Biology 4: 334-339.
  3. Horinouchi S (2007) Rudarstvo in poliranje zaklada v bakterijskem rodu Streptomyces. Biosci. Biotechnol. Biochem. 71: 283-299.
  4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori in S Horinouchi (2008) Sekvenca genoma mikroorganizma, ki proizvaja streptomicin Streptomyces griseus IFO 13350 Journal of Bacteriology 190: 4050 - 4060.
  5. Rong X in Y Huang (2010) Taksonomska ocena Streptomyces griseus z uporabo analize večplastne sekvence in DNA-DNA hibridizacije s predlogom, da se združi 29 vrst in tri podvrste kot 11 genomskih vrst. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 60: 696-703.
  6. Yepes A (2010) Dvokomponentni sistemi in regulacija proizvodnje antibiotikov Streptomyces coelicolor. Diplomsko delo za pridobitev naziva doktor na Univerzi v Salamanci, Španija. 188 str.